Nova IA Pode Descobrir Leis Físicas Ocultas

Uma nova tecnologia de inteligência artificial (IA) que pode descobrir leis físicas ocultas foi desenvolvida por pesquisadores das universidades de Kobe e Osaka. A IA pode extrair equações de movimento ocultas a partir de dados observacionais regulares, que são então usados para criar um modelo baseado nas leis da física.

O novo desenvolvimento pode permitir que especialistas descubram as equações de movimento ocultas por trás de fenômenos inexplicáveis.

A equipe de pesquisa incluiu o Professor Associado Yaguchi Takaharu e o estudante de doutorado Chen Yuhan, da Universidade de Kobe, bem como o Professor Associado Matsubara Takashi, da Universidade de Osaka.

A pesquisa foi apresentada no mês passado na Trigésima Quinta Conferência sobre Processamento de Informações Neurais (NeurlPS2021).

Prever Fenômenos Físicos

Para fazer previsões sobre fenômenos físicos, especialistas geralmente confiam em simulações com supercomputadores. As simulações usam modelos matemáticos baseados nas leis da física, mas os resultados podem ser pouco confiáveis se o modelo for questionável. É por isso que é crucial ter um método de produzir modelos confiáveis a partir dos dados observacionais de fenômenos.

A nova pesquisa desenvolveu um método de descobrir novas equações de movimento em dados observacionais. Pesquisas anteriores se concentraram em descobrir equações de movimento a partir de dados, mas algumas exigiam que os dados estivessem no formato apropriado. O problema é que há muitas instâncias em que especialistas não sabem qual é o melhor formato de dados para usar, então é difícil aplicar dados realistas.

Iluminar Propriedades Geométricas Desconhecidas

Os pesquisadores abordaram esse desafio iluminando as propriedades geométricas desconhecidas por trás de fenômenos. Isso permitiu que eles desenvolvessem uma IA que pode encontrar essas propriedades geométricas em dados. Se a IA pode extrair equações de movimento de dados, então as equações podem ser usadas para criar modelos e simulações que seguem as leis da física.

Simulações físicas ocorrem em campos como previsão do tempo, descoberta de drogas e design de carros. No entanto, elas geralmente exigem cálculos extensivos. Se a IA pode aprender com os dados de fenômenos específicos, bem como construir modelos em pequena escala usando o novo método, então os cálculos podem ser simplificados, acelerados e fiéis às leis da física.

O método também pode ser aplicado a áreas não relacionadas à física, permitindo investigações e simulações baseadas em conhecimentos de física para fenômenos anteriormente considerados impossíveis de explicar. Um exemplo é que ele pode ser usado para encontrar uma equação de movimento oculta em dados de população animal que mostram a mudança no número de indivíduos, o que pode ajudar a fornecer insights sobre a sustentabilidade do ecossistema.